CN100336407C - 在移动通信系统中按优先级排列越区切换请求的方法 - Google Patents

在移动通信系统中按优先级排列越区切换请求的方法 Download PDF

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Abstract

一种在移动通信系统中按优先级排列正在队列中等待的、将要将信道指定给它的越区切换请求的方法。根据本发明的实施例，当存在数个排队越区切换请求时，根据信道容量、服务类型和呼叫的截止时间按优先级排列越区切换请求，和将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。

Description

在移动通信系统中按优先级排列越区切换请求的方法
                    发明背景
1.发明领域
本发明涉及在移动通信系统中为越区切换指定信道的方法，和更具体地说，本发明涉及在移动通信系统中按优先级排列越区切换请求以便根据它们的优先级对排队的越区切换请求指定闲置信道的方法。
2.相关技术的说明
在移动通信系统中，越区切换是指在用户正在谈话的同时呼叫被转换到一个新的通信信道上的过程。通信信道转换可以在一个基站上的特定蜂窝式小区内实现，也可以在不同的蜂窝式小区之间实现。在蜂窝式小区之间的越区切换过程中，在每个蜂窝式小区中如何指定有限数量的可用信道是一个值得非常认真考虑的问题。信道可以通过按优先级排列越区切换呼叫来指定。更准确地说，当在与相应蜂窝式小区相关的基站中没有可用的信道时，移动越区切换请求按照优先级的高低排成队列。然后，如果有闲置信道，那么，将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换呼叫。图1和图2描绘了一个在移动通信系统中用于越区切换的典型信道指定过程。
图1是蜂窝式小区中基站100的方块图，基站100从数个位于越区切换区域中的移动台105a、105b和105c中接收信道指定请求。
每个移动台105a、105b和105c发射一个RF(射频)信号，请求新的信道指定。包含在RF信号之中的是由移动台探测的、表示功率电平的数据。每个移动台105a、105b和105c周期性地取样发射的功率电平并将它送到基站100。基站100通过天线130接收取样的功率电平读数并计算关于相应移动台的功率电平变化率。
解调器135将接收的RF信号转换成数字数据。数字数据包括话音和控制数据。处理器140接收数字数据并从话音和控制数据中抽取功率电平数据。功率电平数据存储在存储器145中。话音数据被发送到确定数据目的地的移动电话交换局(MTSO)150中。处理器140检索特定移动台的功率电平数据并从中确定移动台将离开越区切换区域120的截止时间。截止时间用来确定越区切换优先级。例如，具有较短截止时间的移动台要比具有较长截止时间的移动台被指定更高的优先级。根据它们在队列中的优先级将可用信道指定给越区切换请求，在队列中越区切换请求是按照它们的截止时间来排列的。利用调制器170和天线165将这些指定通知给移动台。
图2是描绘基站根据来自移动台的信道指定请求进行普通的越区切换呼叫处理的流程图。下面参照图1和图2对上文进行更详细说明。
一旦接收到来自移动台的信道指定请求(步骤201)，基站100的处理器140便判断这个呼叫是一个新的呼叫，还是一个越区切换呼叫(步骤203)。如果这个呼叫是一个新的呼叫，那么，基站100判断是否有什么闲置信道(步骤205)。如果有闲置信道存在，就将这个信道指定给移动台(步骤209)。如果没有闲置信道存在，那么处理器140舍弃这个呼叫(步骤207)。如果请求越区切换(步骤203)，基站100再次判断是否有什么闲置信道(步骤211)。如果有闲置信道，就将这个信道指定给移动台(步骤209)。如果没有可用的信道，将越区切换请求放置在队列中(步骤213)。如果存在多个越区切换请求(步骤215)，将它们按优先级排列起来(步骤217)。进行一次判断，判断任何请求越区切换的移动台是否都已经离开图1的越区切换区域120(步骤219)。如果移动台已经离开越区切换区域120但还没有被基站100指定一个新的信道，那么这次呼叫宣告失败(步骤221)。一旦有一个信道可用(步骤223)，就将这个信道指定给队列中具有最高优先级的越区切换请求(步骤225)。
然而，由于请求越区切换的移动台的移动不能准确地预测，因此，也不可能准确地判断哪一个越区切换呼叫将是第一个截止的。然而通过估计每个呼叫的截止时间可以使判断具有相对高的准确度。移动台测量的当前服务的基站的功率电平和功率电平的变化率用来作出这样的估计。功率电平是一个重要的要素，它确定蜂窝式小区的边界和限定越区转换区域。从这里可以看出，术语“截止时间”用来指估计的截止时间。
图3是描绘在图2的步骤217中按优先级排列越区切换请求的传统方法的流程图。
参照图3，给最小截止时间MINt设置初值，一般来说，将此值置为无限大值(步骤301)。下一步，基站100选择其截止时间将被确定的排队越区切换请求中的一个(步骤203)。对于特定的移动台i，其截止时间由下式来确定：
           T(i)＝(Pmin-P1(i))/R          (1)
这里，T(i)是关于移动台i的截止时间；Pmin是截止功率阈值，P1(i)是由移动台i探测到的并且被发射到基站的当前功率电平，和R是移动台i的功率电平变化率，其值由下式给出：
           dp1(i)/dt                     (2)
处理器140从存储器145中检索关于被选越区切换请求的截止功率阈值Pmin，当前功率电平P1(i)和功率电平R的变化率(步骤305)。然后，处理器140利用方程1计算截止时间T(i)(步骤307)。处理器140将T(i)与MINt进行比较(步骤309)。如果T(i)＜MINt，那么，将MINt设置为T(i)(步骤311)。否则，判断是否还有其它的排队越区切换请求(步骤313)。如果还有另外的排队越区切换请求，重复步骤303-311。如果没有另外的排队越区切换请求，处理器140为处在最重要位置的移动台的越区切换呼叫设置最高优先级(步骤315)。这个移动台对应于具有T(i)＝MINt的移动台i，这意味着将最高优先级给予排队越区切换请求中具有最短截止时间的越区切换呼叫，和当出现可用的信道时，将信道指定给这个移动台。
按优先级排列越区切换请求的传统方法是基于所有越区切换呼叫都需要相同容量的信道这样一个假设的。然而，在实际情况中信道容量可以发生变化。例如，在支持无线多媒体服务的区域中，根据服务类型来改变越区切换的优先级可能更加合适，因此，需要一种新的信道指定方案，在这种方案中同时考虑到所要求的信道容量和服务类型。
                        发明摘要
本发明的目的是提供在支持多媒体服务的移动通信系统中按优先级排列越区切换请求的方法。
根据本发明的实施例，当有数个排队的越区切换请求时，根据信道容量、服务类型和呼叫的截止时间来排列越区切换请求的顺序，并将下一个闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
根据本发明的一个方面提供一种在移动通信系统中在将信道指定给所述越区切换请求的每一个之前按优先级排列排队的越区切换请求的方法，该方法包括下列步骤：探测每个与所述越区切换请求的有关的一个相对应的越区切换呼叫所要求的信道容量；通过将预定的权重系数指定给信道容量参数、利用所述权重系数和所述参数来计算关于每个越区切换请求的服务边界值以及将较高优先级指定给具有较小服务边界值的越区切换请求，根据探测的信道容量参数要求按优先级排列越区切换请求；和将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
根据本发明的另一个方面提供一种在移动通信系统中在将信道指定给所述越区切换请求的每一个之前按优先级排列排队的越区切换请求的方法，该方法包括下列步骤：探测关于每一个与所述越区切换请求的有关的一个相对应的越区切换呼叫的服务类型参数；通过将预定的权重系数指定给截止时间和服务类型参数、利用所述权重系数和所述参数计算关于每个越区切换请求的服务边界值以及将较高的优先级指定给具有较小服务边界值的越区切换请求，根据服务类型参数按优先级排列越区切换请求；和将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
根据本发明的另一个方面提供一种在移动通信系统中在将信道指定给所述越区切换请求的每一个之前按优先级排列排队的越区切换请求的方法，该方法包括下列步骤：探测每个与所述越区切换请求的有关的一个相对应的越区切换呼叫所要求的信道容量和所支持的服务类型；通过将预定的权重系数指定给信道容量和服务类型参数，利用所述权重系数和所述参数计算关于每个越区切换请求的服务边界值以及将较高的优先级指定给具有较小服务边界值的越区切换请求，根据信道容量要求和服务类型按优先级排列越区切换请求；和将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
根据本发明的另一个方面提供一种在移动通信系统中在将信道指定给所述越区切换请求的每一个之前按优先级排列排队的越区切换请求的方法，该方法包括下列步骤：探测关于每一个与所述越区切换请求的有关的一个相对应的越区切换呼叫的截止时间、信道容量要求和服务类型；将权重系数指定给与所述越区切换请求的每一个相关的截止时间、信道容量和服务类型参数；根据权重系数，和截止时间、信道容量和服务类型参数按优先级排列越区切换请求，和将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
                       图形简述
通过结合附图对本发明的优先实施例进行详细说明，本发明的上述目的和优点更加清楚，在附图中，
图1是含有一个基站和数个位于蜂窝式小区的越区切换区域中的移动台的典型蜂窝式系统的示意图；
图2是显示基站根据移动台信道指定请求进行典型的越区切换呼叫处理的流程图；
图3是显示按优先级排列越区切换请求的传统方法的流程图；和
图4是根据本发明的实施例的按优先级排列越区切换请求的方法的流程图。
                 优选实施例详细说明
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。为了能更好地理解本发明，我们展示了整个过程的具体细节。基站根据移动信道指定请求进行信道指定的呼叫过程在本技术中是众所周知的，因此，图1所示的系统结构和参考标号和关于信道指定的呼叫过程也适用于本发明的如下说明。
在根据本发明的按优先级排列排队的越区切换请求的方法中，呼叫的信道容量和服务特征，以及截止时间，都是作为参考来考虑的，因此，信道指定由截止时间、信道容量和服务类型的参数来确定。这里，服务类型包括服务名和所要求的服务品质。在本优选实施例中，即使存在某个具有最短截止时间的越区切换呼叫，信道也有可能被首先指定给另一个要求更大的信道容量和与特定的服务类型相关的越区切换呼叫。
下面参考图4对三个确定越区切换请求的参数，即，截止时间、信道容量和服务类型，进行说明。
图4是描绘根据本发明的实施例的按优先级排列越区切换请求的方法的流程图。
给最小服务边界值MINu设置初值，此值一般为无穷大值(步骤401)。下一步，基站100选择其服务边界值将首先被确定的排队越区切换请求中的一个(步骤403)。
处理器140从存储器145中检索关于被选排队越区切换请求的Pmin、P1(i)、R、C(i)和k(i)(步骤405)。C(i)表示移动台i的请求信道数，和k(i)表示根据移动台i所支持的服务类型(例如，话音、数据、视频等)设定的参数。
然后，作为步骤407的一部分，处理器140利用数值Pmin、P1(i)和R计算截止时间T(i)。关于移动台i的截止时间T(i)由下式来计算：
             T(i)＝(Pmin-P1(i))/R              (3)
这里，T(i)是移动台i的截止时间；Pmin是截止功率阈值，P1(i)是由移动台i探测到的并且发射到基站的当前功率电平，和R是移动台i的功率电平变化率，其值由下式给出：
             dP1(i)/dt                         (4)
根据本发明，步骤407的第二部分是关于越区切换呼叫的服务边界值U(i)的计算，其值根据如下的公式计算出来：
             U(i)＝α·T(i)+β·k(i)-γ·C(i)  (5)
这里，α是关于截止时间的权重系数，β是关于服务类型的权重系数和γ是关于信道容量的权重系数。这里，假定α、β和γ是正实数。必要时可以调整这些权重系数。服务优先级与服务边界值成反比，也就是说，具有最低服务边界值的呼叫是具有最高优先级的呼叫和首先得到服务。因此，在方程5中，正号(+)意味着优先级与T(i)和k(i)成反比，和负号(-)意味着优先级与C(i)成正比。也就是说，在计算服务边界值U(i)时，优先级随着截止时间变短和服务类型值变小而提高，和随着要求更多的信道而提高。但是，这些极性的一个或多个可以反过来以便满足特殊的服务需要(尤其是，C(i)可以按正的方式得到应用-将较高的优先级给予较少信道容量的呼叫。如果我们改变k(i)的定义-将重要的服务定义为低值或将重要的服务定义为高值，k(i)的极性也可以反过来，T(i)的极性将不发生变化)。
更准确地说，随着截止时间、信道容量和服务类型的使用，权重系数α、β和γ在按优先级排列越区切换请求之前就被确定，用来指定参数的优先级。例如，服务类型值k(i)可以根据与时间限制、安全性、服务失败所带来的损失和服务品质等相关的服务重要性来确定。在越区切换实施过程中，对于具有较重要的要求的服务k(i)的值应该较小。对于某一种服务k(i)的值是预先确定的。信道容量C(i)是通过确定移动越区切换呼叫所要求的信道数获得的。
在本发明中引入如下的概念来按优先级排列参数C(i)和k(i)：
(1)首先将信道指定给要求较大信道容量的越区切换呼叫，这样做可以减少由于出现如下情况所引起的越区切换失败，在这种情况中要求较小信道容量的呼叫的信道指定防止要求较大信道容量的呼叫的信道指定；和
(2)根据服务类型控制越区切换优先级。
在方程5的服务边界值U(i)的各个参数中，只有截止时间T(i)是可变的，其它参数一旦已经确定下来在一次呼叫期间或在移动操作的服务期间是固定不变的。
在这三个参数，即，信道容量、服务类型和截止时间中，要么信道容量要么服务类型单独某一个可以被认作确定越区切换呼叫优先级的参数。或者，信道容量和截止时间的组合或服务类型和截止时间的组合可以作为确定越区切换呼叫优先级的参数。在本发明的优选实施例中，在按优先级排列处在队列之中的越区切换请求过程中这三个参数是都被考虑的。
处理器140将U(i)与MINu进行比较(步骤409)。如果U(i)＜MINu，那么将MINu设置为U(i)并且存储i的对应值，对于这个i，U(i)＝MINu(步骤411)。否则，判断是否还有其它的排队越区切换请求(步骤413)。如果还有另外的排队越区切换请求，重复步骤403-411。如果没有更多的排队越区切换请求，处理器140为处在最重要位置的移动台的越区切换呼叫设置最高的优先级(步骤415)。这意味着将最高优先级给予排队越区切换请求中具有最小服务边界值U(i)的越区切换呼叫。这对应于U(i)＝MINu的移动台的越区切换请求。当出现可用的信道时，将信道指定给这个发出含有最低U(i)值的呼叫的移动台。
下面简要总结一下本发明的越区切换呼叫处理过程，如果随着移动台从一个原来的邻近蜂窝式小区进入一个新的蜂窝式小区发出一个越区切换请求，那么，判断是否存在任何闲置的信道。如果存在闲置信道，将这个闲置信道指定给移动台。如果没有闲置信道，让这个越区切换请求排在队列中。当出现可用的信道时，将这个信道指定给排队的越区切换请求。在本发明中根据如下的过程按优先级排列排队的越区切换请求。
为参数T(i)、C(i)和k(i)预置权重系数。在C(i)被认为是最重要的因素的情况下，当存在可用的信道时，将该信道指定给要求最大信道容量的越区切换呼叫。如果存在要求相同信道容量的越区切换呼叫时，针对每个越区切换呼叫通过[α·T(i)+β·k(i)]计算出U(i)。然后，将信道指定给具有较高优先级，即，两者之中较小U(i)值，的越区切换呼叫。
在三个参数都被考虑的情况下，利用α、β和γ的预置值和对于每个排队越区切换请求所确定的T(i)、k(i)和C(i)值通过方程5计算出U(i)，将下一个闲置信道指定给具有最小U(i)值的越区切换请求。
在k(i)从越区切换请求按优先级排列处理过程中除去的情况下，在方程5中将权重系数β设为0。
在确定关于每个越区切换请求的优先级的过程中可以将权重系数给予T(i)和C(i)。必要时可以改变三个优先级系数和根据服务类型的k(i)的值。
如上所述，由于在考虑了综合情况之后来实施信道指定的，因此，本发明是有优点的，例如，本发明可以应用到当多媒体服务要求各种各样的信道容量时。由于在按优先级排列越区切换请求过程中考虑了截止时间、信道容量和服务类型三个参数，因此，越区切换效率被极大化了。结果是，高容量服务呼叫受到低容量服务呼叫的妨碍这种情况得到防止，从而减少了越区切换的失败。
虽然通过结合特定的实施例已经对本发明作了详细说明，但这仅仅是示范性的应用，因此，应该清楚地认识到，熟悉本技术的任何人员所作的许多改动均在本发明的范围和精神之内。

Claims (22)

1.一种在移动通信系统中在将信道指定给所述越区切换请求的每一个之前按优先级排列排队的越区切换请求的方法，该方法包括下列步骤：
探测每个与所述越区切换请求的有关的一个相对应的越区切换呼叫所要求的信道容量；
通过将预定的权重系数指定给信道容量参数、利用所述权重系数和所述参数来计算关于每个越区切换请求的服务边界值以及将较高优先级指定给具有较小服务边界值的越区切换请求，根据探测的信道容量参数要求按优先级排列越区切换请求；和
将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤将较高优先级提供给与要求较大信道容量的呼叫相对应的越区切换请求。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤进一步根据相应的截止时间参数按优先级排列所述越区切换请求。
4.如权利要求3所述的方法，其中服务边界值是通过下面公式计算出来的：
      U(i)＝α·T(i)-γ·C(i)     (6)
这里，U(i)：服务边界值
T(i)：关于移动台i的截止时间
C(i)：移动台i的越区切换呼叫所要求的信道容量
α：关于T(i)的权重系数
γ：关于C(i)的权重系数，和
       T(i)＝(Pmin-P1(i))/R       (7)
其中，Pmin：截止功率阈值；
P1(i)：移动台i所探测的和被发射到基站的当前功率电平
R：关于移动台i的功率电平变化率，其值由下式给出：
       dP1(i)/dt                  (8)。
5.如权利要求4所述的方法，其中按优先级排列的步骤包括改变截止时间和信道容量参数的权重系数的步骤。
6.一种在移动通信系统中在将信道指定给所述越区切换请求的每一个之前按优先级排列排队的越区切换请求的方法，该方法包括下列步骤：
探测关于每一个与所述越区切换请求的有关的一个相对应的越区切换呼叫的服务类型参数；
通过将预定的权重系数指定给截止时间和服务类型参数、利用所述权重系数和所述参数计算关于每个越区切换请求的服务边界值以及将较高的优先级指定给具有较小服务边界值的越区切换请求，根据服务类型参数按优先级排列越区切换请求；和
将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤将较高的优先级提供给具有较高品质的服务的越区切换呼叫。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤进一步根据相对的截止时间参数按优先级排列所述越区切换请求。
9.如权利要求8所述的方法，其中服务边界值通过下面公式计算出来：
       U(i)＝α·T(i)+β·r(i)      (9)
这里，U(i)：服务边界值
T(i)：移动台i的截止时间
k(i)：与移动台i支持的服务类型有关的值
α：关于T(i)的权重系数
β：关于k(i)的权重系数，和
       T(i)＝(Pmin-P1(i))/R         (10)
其中，Pmin：截止功率阈值
P1(i)：移动台i所探测的和被发射到基站的当前功率电平
R：关于移动台i的功率电平变化率，其值由下式给出：
       dP1(i)/dt                    (11)。
10.一种在移动通信系统中在将信道指定给所述越区切换请求的每一个之前按优先级排列排队的越区切换请求的方法，该方法包括下列步骤：
探测每个与所述越区切换请求的有关的一个相对应的越区切换呼叫所要求的信道容量和所支持的服务类型；
通过将预定的权重系数指定给信道容量和服务类型参数，利用所述权重系数和所述参数计算关于每个越区切换请求的服务边界值以及将较高的优先级指定给具有较小服务边界值的越区切换请求，根据信道容量要求和服务类型按优先级排列越区切换请求；和
将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤将较高的优先级提供给具有较高信道容量要求的越区切换呼叫。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤将较高的优先级提供给具有较高品质的服务的越区切换呼叫。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述的探测步骤还探测截止时间，和所述按优先级排列的步骤根据截止时间按优先级排列越区切换请求。
14.如权利要求13所述的方法，其中服务边界值是通过下面公式计算出来的：
     U(i)＝α·T(i)+β·k(i)-γ·C(i)    (12)
这里，U(i)：服务边界值
T(i)：关于移动台i的截止时间
k(i)：与移动台i支持的服务类型有关的值
C(i)：移动台i的越区切换呼叫所要求的信道容量
α：关于T(i)的权重系数
β：关于k(i)的权重系数，
γ：关于C(i)的权重系数，和
     T(i)＝(Pmin-P1(i))/R                (13)
这里，Pmin：截止功率阈值；
P1(i)：移动台i所探测的和被发射到基站的当前功率电平
R：关于移动台i的功率电平变化率，其值由下式给出：
     dP1(i)/dt                           (14)。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤包括改变截止时间、服务类型和信道容量参数的权利系数的步骤。
16.一种在移动通信系统中在将信道指定给所述越区切换请求的每一个之前按优先级排列排队的越区切换请求的方法，该方法包括下列步骤：
探测关于每一个与所述越区切换请求的有关的一个相对应的越区切换呼叫的截止时间、信道容量要求和服务类型；
将权重系数指定给与所述越区切换请求的每一个相关的截止时间、信道容量和服务类型参数；
根据权重系数，和截止时间、信道容量和服务类型参数按优先级排列越区切换请求，和
将闲置信道指定给具有最高优先级的越区切换请求。
17.如权利要求16所述的方法，其中按优先级排列的步骤将较高的优先级提供给具有由下式计算的较小的服务边界值的越区切换请求：
    U(i)＝α·T(i)+β·k(i)-γ·C(i)     (15)
这里，U(i)：服务边界值
T(i)：关于移动台i的截止时间
k(i)：与移动台i支持的服务类型有关的值
C(i)：移动台i的越区切换呼叫所要求的信道容量
α：关于T(i)的权重系数
β：关于k(i)的权重系数，
γ：关于C(i)的权重系数，和
     T(i)＝(Pmin-P1(i))/R                (16)
这里，Pmin：截止功率阈值；
P1(i)：移动台i所探测的和被发射到基站的当前功率电平
R：关于移动台i的功率电平变化率，其值由下式给出：
     dP1(i)/dt                           (17)。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤将较高优先级提供给与要求较大信道容量的呼叫相对应的越区切换请求。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤将较高优先级提供给具有较高品质的服务的越区切换呼叫。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤将较高优先级提供给具有较短截止时间的越区切换呼叫。
21.如权利要求17所述的方法，其中所述按优先级排列的步骤包括改变截止时间、服务类型和信道容量参数的权重系数的步骤。
22.如权利要求21所述的方法，其中当权重系数为0时，与权重系数等于0相对应的参数并不在所述按优先级排列的步骤中起作用。
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